V naslednjem prispevku je opisano vezje pretvornika sinusnega vala s spremenjenim mostom H s pomočjo štirih n-kanalnih MOSFET-ov. Naučimo se več o delovanju vezja.

Koncept H-Bridge

Vsi vemo, da je H-most med različnimi tipologijami pretvornikov najučinkovitejši, saj ne zahteva uporabe sredinskih transformatorjev in omogoča uporabo transformatorjev z dvema žicama. Rezultati postanejo še boljši, če gre za štiri M-kanale N-kanalov.

Z dvožičnim transformatorjem, priključenim na H-most, pomeni, da je temu navitju omogočeno, da skozi nihajna potisna vzvoda niha nazaj. To zagotavlja boljšo učinkovitost, saj je dosegljivi tokovni dobiček tukaj večji od običajnih topologij sredinskega tipa.

Boljših stvari pa nikoli ni enostavno dobiti ali uresničiti. Ko so v omrežje mostov H vključeni istosmerni mosfetovi, postane njihovo učinkovito upravljanje velik problem. To je predvsem posledica naslednjih dejstev:

Kot vemo, topologija mostu H vključuje štiri mosfete za določene operacije. Ker so vsi štirje tipi N-kanalov, postane vožnja zgornjih ali višjih stranskih mosfetov težava.

To je zato, ker imajo med prevodnostjo zgornji MOSFET-i skoraj enako raven potenciala na svojem izvornem priključku kot napajalna napetost zaradi prisotnosti obremenitvene upornosti na izvornem terminalu.

To pomeni, da zgornji mosfets med delovanjem na svojih vratih in viru naletijo na podobne napetostne ravni.

Ker mora biti v skladu s specifikacijami napetost vira blizu potenciala tal za učinkovito prevodnost, situacija v trenutku prepreči vodenje določenega MOSFET-a in celotno zaustavitev vezja.

Za učinkovito preklapljanje zgornjih mosfetov jih je treba uporabiti z napetostjo vrat vsaj 6V višjo od razpoložljive napajalne napetosti.

Če je napajalna napetost 12V, bi morali na vratih visokih stranskih mosfetov imeti vsaj 18-20V.

Uporaba 4 N-kanalnih mosfetov za pretvornik

Predlagano vezje pretvornika H-most, ki ima 4-kanalne mosfet-ove, skuša rešiti to težavo z uvedbo višje napetostnega zagonskega omrežja za upravljanje visokofrekvenčnih mosfetov.

Vhodi N1, N2, N3, N4 NOT iz IC 4049 so razporejeni kot vezje za podvojitev napetosti, ki generira približno 20 voltov iz razpoložljive 12V napetosti.

Ta napetost se na par stranskih tranzistorjev nanaša na visokofrekvenčne mosfete.

Nizkofrekvenčni mosfetovi prejemajo napetosti vrat neposredno iz ustreznih virov.

Nihajna frekvenca (totemskega pola) izhaja iz standardnega desetletnega števca IC, IC 4017.

Vemo, da IC 4017 generira zaporedje visokih izhodov prek svojih določenih 10 izhodnih zatičev. Logika zaporedja se zaporedno izklopi, ko preskoči z enega zatiča na drugega.

Tu je uporabljenih vseh 10 izhodov, tako da IC nikoli ne dobi možnosti napačnega preklopa svojih izhodnih zatičev.

Skupine treh izhodov, ki se napajajo v MOSFET-e, ohranjajo širino impulza na razumnih dimenzijah. Funkcija uporabniku omogoča tudi nastavitev širine impulza, ki se napaja v MOSFET-e.

Z zmanjšanjem števila izhodov na posamezne MOSFET-ove lahko širino impulza učinkovito zmanjšamo in obratno.

To pomeni, da je RMS tukaj v določeni meri prilagodljiv in vezju omogoči spremenjeno sposobnost vezja s sinusnim valom.

Ure na IC 4017 so vzete iz samega omrežja oscilatorjev za zagon.

Nihajna frekvenca zagonskega vezja je namerno fiksirana na 1 kHz, tako da postane uporabna tudi za pogon IC4017, ki na koncu zagotavlja približno 50 Hz izhodne napetosti na priključeni 4 N-kanalni mostični pretvornik H.

Predlagano zasnovo je mogoče precej poenostaviti, kot je navedeno tukaj:

https://homemade-circuits.com/2013/05/full-bridge-1-kva-inverter-circuit.html

“diagram ožičenja dvosmernega stikala luči ”

Jaz sem razvil tudi naslednji enostavni pretvornik s sinusnim valom s polnim mostom ali pol mostom. Zamisel ne vključuje 2 P-kanala in 2-kanalnih MOSFET-ov za konfiguracijo mostu H in učinkovito brezhibno izvaja vse potrebne funkcije.

IC 4049 pinouts

Kako je fazno konfigurirano vezje pretvornika

Vezje lahko v osnovi razdelimo na tri stopnje, tj. Stopnja oscilatorja, stopnja gonilnika in izhodna stopnja celotnega mostu MOSFET.

Če pogledamo prikazani diagram vezja, lahko idejo razložimo z naslednjimi točkami:

IC1, ki je IC555, je ožičen v običajnem nestabilnem načinu in je odgovoren za generiranje potrebnih impulzov ali nihanja.

Vrednosti P1 in C1 določata frekvenco in delovni cikel ustvarjenih nihanj.

IC2, ki je desetletni števec / delilnik IC4017, opravlja dve funkciji: optimizacijo valovne oblike in zagotavlja varno proženje za celotno stopnjo mostu.

Zagotavljanje varnega proženja mosfetov je najpomembnejša funkcija, ki jo izvaja IC2. Naučimo se, kako se izvaja.

Kako je IC 4017 zasnovan tako, da deluje

Kot vsi poznamo izhod zaporedja IC4017 kot odziv na vsako uro naraščajočega roba, uporabljeno na vhodnem zatiču št. 14.

Impulzi iz IC1 sprožijo postopek zaporedja tako, da impulzi preskočijo z enega zatiča na drugega v naslednjem vrstnem redu: 3-2-4-7-1. To pomeni, da se bo odziv IC4017 kot odziv na vsak vhodni impulz povečal od zatiča # 3 do zatiča # 1 in cikel se bo ponavljal, dokler vhod na vtiču št.

Ko izhod doseže pin # 1, se ponastavi prek pin # 15, tako da se cikel lahko ponovi nazaj s pin # 3.

V trenutku, ko je zatič št. 3 visok, na izhodu nič ne vodi.

V trenutku, ko zgornji impulz skoči na pin # 2, postane visok, ki vklopi T4 (N-kanalni MOSFET se odzove na pozitiven signal), hkrati pa tranzistor T1 tudi prevede, njegov kolektor gre nizko, kar istočasno vklopi T5, ki P-kanalni MOSFET se odziva na nizek signal na kolektorju T1.

Ko sta T4 in T5 vklopljena, tok prehaja iz pozitivnega terminala skozi vključeni navit TR1 transformatorja na ozemljitveni terminal. To potisne tok skozi TR1 v eno smer (od desne proti levi).

V naslednjem trenutku impulz preskoči z nožice 2 na nožico 4, ker je ta pinut prazen, spet nič ne vodi.

Ko pa zaporedje preskoči z zatiča # 4 na zatič # 7, T2 izvaja in ponavlja funkcije T1, vendar v obratni smeri. To pomeni, da tokrat T3 in T6 izvajata preklapljanje toka čez TR1 v nasprotni smeri (od leve proti desni). Cikel uspešno zaključi H-most.

Končno impulz skoči z zgornjega zatiča na zatič # 1, kjer se ponastavi nazaj na zatič # 3 in cikel se ponavlja.

Prazno mesto na zatiču št. 4 je najpomembnejše, saj varuje MOSFET-ove popolnoma varne pred kakršnimi koli 'streljanji' in zagotavlja 100% brezhibno delovanje celotnega mostu, s čimer se izognemo potrebam in vpletenosti zapletenih MOSFET-voznikov.

Tudi prazen pinout pomaga pri izvedbi zahtevane tipične, surove spremenjene oblike sinusnega vala, kot je prikazano na diagramu.

Prenos impulza prek IC4017 od njegovega zatiča # 3 do zatiča # 1 predstavlja en cikel, ki se mora ponoviti 50 ali 60-krat, da se na izhodu TR1 ustvari zahtevanih 50 Hz ali 60 Hz ciklov.

Če pomnožimo število pinov z 50, dobimo 4 x 50 = 200 Hz. To je frekvenca, ki jo je treba nastaviti na vhodu IC2 ali na izhodu IC1.

Frekvenco lahko enostavno nastavite s pomočjo P1.

Predlagana zasnova modula pretvornika s sinusnim valom s celotnim mostom se lahko spremeni na več različnih načinov glede na posamezne nastavitve.

Ali razmerje prostora med oznakami IC1 vpliva na impulzne lastnosti? .... stvar, o kateri bi morali razmisliti.